催化重整概述 (Catalytic Reforming)

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1、2021-7-18 石 油 加 工 工 程 1 第 十 章 催 化 重 整(Catalytic Reforming) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 2 一 、 催 化 重 整 的 原 料 和 產(chǎn) 品 “重 整 ” 是 指 烴 類 分 子 重 新 排 列 成 新 的 分 子 結(jié) 構(gòu) 目 的 ： 催 化 重 整 是 生 產(chǎn) 高 辛 烷 值 汽 油 及 輕 芳 烴 (苯 、 甲 苯 、二 甲 苯 ， 簡 稱 BTX )的 重 要 石 油 加 工 過 程 ， 同 時(shí) 也 生 產(chǎn) 相 當(dāng)數(shù) 量 的 副 產(chǎn) 氫 氣 催 化 重 整 原 料 ：高 辛 烷 值 汽 油 、 輕 芳 烴 ( BTX

2、 )、 副 產(chǎn) 氫 氣 和 液 化 氣對 原 料 要 求 ：1. 合 適 的 餾 程 范 圍 ； 2. 合 適 的 族 組 成 （ 芳 潛 要 高 ） ； 3. 雜 質(zhì) 含 量 合 格BTX-Benzene Toluene Xylene 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 3 催 化 重 整 的 原 料 主 要 是 直 餾 汽 油 餾 分 ， 即 石腦 油 (Naphtha)。 根 據(jù) 生 產(chǎn) 任 務(wù) 的 不 同 ， 所 用原 料 的 餾 程 也 不 同 ： 在 生 產(chǎn) 高 辛 烷 值 汽 油 時(shí) ， 一 般 用 80 180 的 餾 分 (寬 餾 分 ） ； 當(dāng) 以 生 產(chǎn) BTX為

3、 主 時(shí) ， 則 宜 用 60 145 的 餾分 作 原 料 (窄 餾 分 ） 。 生 產(chǎn) 實(shí) 際 中 常 用 60130 餾 分 作 原 料對 原 料 要 求 ：餾 分 過 高 ： 催 化 劑 容 易 結(jié) 焦 ， 造 成 失 活 快 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 周 期 縮 短餾 分 過 輕 ： 本 身 的 ON較 高 ； 沸 點(diǎn) 低 于 80 的 C6環(huán) 烷 烴 的調(diào) 和 ON值 已 高 于 反 應(yīng) 產(chǎn) 物 苯 的 調(diào) 和 ON值 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 4 單 體 烴 沸 點(diǎn) ， 實(shí) 測 辛 烷 值 RON MON 調(diào) 和 辛 烷 值 RON MON 正 己 烷 68.7 26 2

4、6 19 22 異 己 烷 60.3 73.4 73.5 甲 基 環(huán) 戊 烷 71.8 91 80 107 99 環(huán) 己 烷 80.8 83 77 110 97 苯 80.1 100 100 98 91 正 庚 烷 98.8 0 0 0 0 2-甲 基 己 烷 90.1 42 46 41 42 甲 基 環(huán) 己 烷 100.9 74.8 71.1 104 甲 苯 110.6 100 100 124 112 正 辛 烷 125.7 -19 -17 2,2,4-三 甲 基 戊 烷 （ 異 辛 烷 ） 99.2 100 100 100 100 乙 基 環(huán) 己 烷 103.0 67 61 75 67 乙

5、 苯 136.5 100 98 124 107 對 二 甲 苯 138.5 100 100 146 127 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 5 二 、 催 化 重 整 技 術(shù) 發(fā) 展其 發(fā) 展 大 體 可 以 分 為 三 個(gè) 階 段 ： 從 1940年 至 1949年 為 第 一 階 段 。 這 個(gè) 時(shí) 期 是 以 氧 化 鉬/氧 化 鋁 和 氧 化 鉻 /氧 化 鋁 為 催 化 劑 的 重 整 過 程 ， 亦 稱為 臨 氫 重 整 過 程 ， 生 產(chǎn) ON值 達(dá) 80左 右 的 汽 油 ； 1949年 美 國 環(huán) 球 油 公 司 (UOP)開 發(fā) 出 了 鉑 重 整 催 化 劑

6、，Pt/Al2O3催 化 劑 的 活 性 高 ， 穩(wěn) 定 性 、 選 擇 性 好 ， 液 體產(chǎn) 物 收 率 和 ON值 較 高 ； 1967年 雪 弗 隆 研 究 公 司 研 究 成 功 Pt-RE/Al 2O3雙 金 屬重 整 催 化 劑 并 投 入 工 業(yè) 應(yīng) 用 ， 稱 為 鉑 錸 重 整 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 6 三 、 催 化 重 整 工 藝 流 程 原 料 預(yù) 處 理以 高 辛 烷 值 汽 油 為 主 重 整 反 應(yīng) 原 料 預(yù) 處 理 重 整 反 應(yīng) 系 統(tǒng)重 整 原 料 拔 頭 油副 產(chǎn) 氫 氣燃 料 氣高 辛 烷 值汽 油 組 分重 整 循 環(huán) 氫 20

7、21-7-18 石 油 加 工 工 程 7 原 料 預(yù) 處 理以 生 產(chǎn) 芳 烴 為 主 重 整 反 應(yīng) 芳 烴 抽 提 和 分 離 部分 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 8 原 料 預(yù) 處 理預(yù) 分 餾切 取 合 適 沸程 的 重 整 原料 預(yù) 脫 砷含 砷 量 降 到100ppb以 下 預(yù) 加 氫除 去 原 料 油 中的 能 使 催 化 劑中 毒 的 毒 物1、 原 料 預(yù) 處 理 部 分 目 的 ： 餾 分 合格 及 雜 質(zhì) 含 量合 乎 原 料 要 求 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 9 q 原 料 的 預(yù) 處 理 包 括 原 料 的 預(yù) 分 餾 、 預(yù) 脫 砷

8、 、 預(yù) 加氫 三 部 分 ， 其 目 的 是 得 到 餾 分 范 圍 、 雜 質(zhì) 含 量 都合 乎 要 求 的 重 整 原 料 。 為 了 保 護(hù) 價(jià) 格 昂 貴 的 重 整催 化 劑 ， 對 原 料 中 的 雜 質(zhì) 含 量 有 嚴(yán) 格 的 限 制 。q 預(yù) 分 餾 ： 切 取 合 適 沸 程 的 重 整 原 料 。 在 多 數(shù) 情 況下 ， 進(jìn) 入 重 整 裝 置 的 原 料 是 原 油 常 壓 塔 頂 180（ 生 產(chǎn) 高 辛 烷 值 汽 油 時(shí) ） 或 130 （ 生 產(chǎn) 輕 芳 烴時(shí) ） 汽 油 餾 分 。 在 預(yù) 分 餾 塔 ， 切 去 80 或 60 的 輕 餾 分 。 2021

9、-7-18 石 油 加 工 工 程 10 q 預(yù) 加 氫 ： 脫 除 原 料 油 中 對 催 化 劑 有 害 的 雜 質(zhì) ， 使雜 質(zhì) 含 量 達(dá) 到 限 制 要 求 。 同 時(shí) 使 烯 烴 飽 和 以 減 少催 化 劑 的 積 炭 ， 延 長 運(yùn) 轉(zhuǎn) 周 期 。q 預(yù) 加 氫 催 化 劑 一 般 采 用 鉬 酸 鈷 、 鉬 酸 鎳 催 化 劑 ，也 有 用 復(fù) 合 催 化 劑 。q 脫 水 塔 進(jìn) 行 脫 水 。 重 整 原 料 油 要 求 的 含 水 量 很 低 ，一 般 的 汽 提 塔 難 以 達(dá) 到 要 求 ， 故 采 用 蒸 餾 脫 水 法 。脫 水 塔 實(shí) 質(zhì) 上 是 一 個(gè) 蒸

10、餾 塔 。 塔 頂 產(chǎn) 物 是 水 和 少量 輕 烴 的 混 合 物 ， 經(jīng) 冷 凝 冷 卻 后 在 分 離 器 中 油 水分 層 ， 再 分 別 引 出 。對 原 料 雜 質(zhì) 要 求 ：S: 0.15 0.5 g/g As: g/kg Pb: 10 g/g N: 0.5 g/g Cu:10 g/g H2O:2.0 g/g 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 11 2 重 整 反 應(yīng) 部 分q 重 整 反 應(yīng) 是 強(qiáng) 吸 熱 反 應(yīng) ， 為 了 維 持 較 高 的 反 應(yīng) 溫 度 和 反應(yīng) 速 度 ， 一 般 采 用 三 至 四 個(gè) 反 應(yīng) 器 串 聯(lián) ， 反 應(yīng) 器 間 有 加熱 爐

11、 加 熱 原 料 至 所 需 的 反 應(yīng) 溫 度 ， 通 常 在 四 個(gè) 反 應(yīng) 器 中加 入 的 催 化 劑 量 之 比 為 1:1.5:2.5:5， 反 應(yīng) 器 的 入 口 溫 度一 般 為 480 520 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 12 q 生 產(chǎn) 芳 烴 和 生 產(chǎn) 高 辛 烷 值 汽 油 時(shí) ， 其 原 料 預(yù) 處 理 和 重 整 反 應(yīng)兩 部 分 的 工 藝 流 程 基 本 相 同 ， 不 同 之 處 在 ： 因 存 在 裂 解 反 應(yīng) ， 重 整 生 成 油 中 含 有 少 量 烯 烴 ， 在 芳 烴抽 提 時(shí) ， 烯 烴 會 混 入 芳 烴 而 影 響 芳 烴

12、 純 度 ， 因 此 要 經(jīng) 過 后 加氫 使 這 些 烯 烴 飽 和 分 離 出 富 氫 氣 體 后 的 重 整 生 成 油 進(jìn) 入 脫 戊 烷 塔 ， 塔 頂 分出 C 5 的 輕 組 分 ， 塔 底 為 脫 戊 烷 油 ， 即 芳 烴 抽 提 的 進(jìn) 料 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 13 q 以 生 產(chǎn) 芳 烴 產(chǎn) 品 為 目 的 時(shí) ， 重 整 反 應(yīng) 產(chǎn) 物 脫戊 烷 油 中 一 般 含 芳 烴 30 60 ， 其 余 是 非 芳 烴 。這 一 混 合 物 中 ， 芳 烴 和 非 芳 烴 的 沸 點(diǎn) 相 近 或 有 共沸 現(xiàn) 象 一 般 用 精 餾 的 方 法 很 難

13、 將 它 們 分 開 ， 通 常采 用 液 -液 抽 提 的 方 法 ， 先 分 出 混 合 芳 烴 ， 然 后 進(jìn)行 芳 烴 精 餾 。q 芳 烴 液 -液 抽 提 的 原 理 是 根 據(jù) 芳 烴 在 溶 劑 中 的 溶 解度 不 同 ， 使 芳 烴 和 非 芳 烴 得 到 分 離 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 14 q重 整 反 應(yīng) 產(chǎn) 物 經(jīng) 過 抽 提 后 得 到 的 是 苯 、 甲 苯 、 二甲 苯 和 重 芳 烴 的 混 合 物 ， 芳 烴 精 餾 的 目 的 就 是 將它 們 分 離 成 單 體 芳 烴 。n 目 前 我 國 芳 烴 精 餾 的 工 藝 流 程

14、有 兩 種 類 型 ： 一 種是 三 塔 流 程 ， 用 來 生 產(chǎn) 苯 、 甲 苯 、 混 合 二 甲 苯 和重 芳 烴 ； 另 一 種 是 五 塔 流 程 ， 用 來 生 產(chǎn) 苯 、 甲 苯 、鄰 二 甲 苯 、 間 對 二 甲 苯 、 乙 基 苯 和 重 芳 烴 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 15 q 目 前 工 業(yè) 重 整 裝 置 廣 泛 采 用 的 反 應(yīng) 系 統(tǒng) 流 程 可 分 兩 大 類 ： 固 定 床 反 應(yīng) 器 半 再 生 式 工 藝 流 程 移 動 床 反 應(yīng) 器 連 續(xù) 再 生 式 工 藝 流 程q 固 定 床 ： 主 要 特 征 是 采 用 3 4個(gè)

15、固 定 床 反 應(yīng) 器 串 聯(lián) ， 每0.5 la 停 止 過 油 ， 全 部 催 化 劑 就 地 再 生 一 次 ；q 移 動 床 ： 主 要 特 征 是 設(shè) 有 專 門 的 再 生 器 ， 反 應(yīng) 器 和 再 生器 都 是 采 用 移 動 床 反 應(yīng) 器 ， 催 化 劑 在 反 應(yīng) 器 和 再 生 器 之間 不 斷 地 進(jìn) 行 循 環(huán) 反 應(yīng) 和 再 生 ， 一 般 每 3 7d 全 部 催 化劑 再 生 一 遍 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 16 q移 動 床 反 應(yīng) 器 連 續(xù) 再 生 式 重 整 反 應(yīng) 系 統(tǒng) ， 有 美 國 UOP和 法國 IFP的 專 利 技

16、術(shù) ， 是 目 前 世 界 上 工 業(yè) 應(yīng) 用 主 要 的 兩 家 技 術(shù) 。qUOP和 IFP連 續(xù) 重 整 采 用 的 反 應(yīng) 條 件 基 本 相 似 ， 都 用 鉑 錫 催化 劑 。 UOP連 續(xù) 重 整 的 三 個(gè) 反 應(yīng) 器 是 疊 置 的 。 IFP連 續(xù) 重 整 的 三 個(gè) 反 應(yīng) 器 則 是 并 行 排 列 。 勝 煉q連 續(xù) 重 整 技 術(shù) 提 供 了 更 為 適 宜 的 反 應(yīng) 條 件 ， 取 得 了 較 高 的 芳烴 產(chǎn) 率 、 較 高 的 液 體 收 率 和 氫 氣 產(chǎn) 率 ， 突 出 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 改 善 了烷 烴 芳 構(gòu) 化 反 應(yīng) 的 條 件q規(guī) 模 小 的 裝

17、 置 來 用 連 續(xù) 重 整 是 不 經(jīng) 濟(jì) 的 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 17 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 18 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 19 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 20 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 21 q 鉑 錸 重 整 （ 固 定 床 ） 的 其 他 操 作 條 件 如 下 ：空 速 ： 1.5 2h-1氫 油 比 ： 1200:1(體 )； 5 10： 1(分 子 比 )壓 力 ： 1.5 2.0MPa反 應(yīng) 溫 度 ： 480 520q 連 續(xù) 重 整 裝 置 的 反 應(yīng) 條 件 一 般 如

18、 下 ：反 應(yīng) 壓 力 ： 0.35 0.8 MPa氫 油 分 子 比 ： 1.5 4反 應(yīng) 溫 度 ： 500 530 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 22 第 二 節(jié) 催 化 重 整 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 23 一 、 催 化 重 整 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 催 化 重 整 是 以 C6 C11的 石 腦 油 作 原 料 ， 在 一 定 操 作 條 件和 催 化 劑 作 用 下 ， 烴 分 子 發(fā) 生 重 新 排 列 ， 使 環(huán) 烷 烴 和 烷烴 轉(zhuǎn) 化 成 芳 烴 和 異 構(gòu) 烷 烴 ， 同 時(shí) 產(chǎn) 生 氫 氣 的 過 程 重 整 催 化

19、 劑 是 一 種 雙 功 能 催 化 劑 ， 即 有 金 屬 功 能 ， 進(jìn) 行脫 氫 和 環(huán) 化 等 反 應(yīng) ； 又 有 酸 性 功 能 ， 進(jìn) 行 異 構(gòu) 化 和 加 氫裂 化 反 應(yīng) 1 六 員 環(huán) 的 脫 氫 反 應(yīng) M CH3+ 3H2CH3 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 24 2 五 員 環(huán) 烷 烴 的 異 構(gòu) 脫 氫 反 應(yīng)R A R + 3H2 CH3CH3 CH3 + 3H23 直 鏈 烷 烴 的 異 構(gòu) 化 反 應(yīng) R-CH2-CH2-CH2-CH3 A R-CH2-CH-CH3CH3n-C 7H16 A CH3-CH2-CH2-C-CH3CH3CH3 202

20、1-7-18 石 油 加 工 工 程 25 4 烷 烴 的 環(huán) 化 脫 氫 反 應(yīng)R-CH 2-CH2-CH2-CH3 M.A RR n-C6H14 M.A + 4H2 n-C7H16 M.A CH3+ 4H2烷 烴 的 環(huán) 化 脫 氫 反 應(yīng) 是 提 高 重 整 轉(zhuǎn) 化 率 的 重 要 措 施 之 一 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 26 5 加 氫 裂 化 反 應(yīng)n-C 7H16+H2 A CH3-CH2-CH3+ CH3-CH-CH3CH3 6 芳 烴 脫 烷 基 反 應(yīng) （ 不 是 主 要 反 應(yīng) ） R+ H2 M RH + RH CH3CH3 + H2 M CH3+ C

21、H4 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 27 7 烯 烴 的 飽 和 反 應(yīng) （ 不 是 主 要 反 應(yīng) ）8 積 炭 反 應(yīng) （ 不 是 主 要 反 應(yīng) ）q烴 類 的 深 度 脫 氫 ， 生 成 烯 烴 和 二 烯 烴 ， 烯 烴 進(jìn) 一 步 聚 合及 環(huán) 化 ， 形 成 稠 環(huán) 芳 香 烴 ， 并 吸 附 在 催 化 劑 上 ， 最 終 轉(zhuǎn)化 成 焦 炭 而 使 催 化 劑 失 活 C 7H14+H2 C7H16 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 28 脫 氫 反 應(yīng)六 員 環(huán) 烷 烴芳 香 烴 五 員 環(huán) 烷 烴芳 香 烴 烷 烴芳 香 烴最 主 要 反 應(yīng) 非 常

22、 重 要 的 反 應(yīng)幾 乎 可 完 全轉(zhuǎn) 化 有 一 部 分 會 發(fā) 生副 反 應(yīng)與 催 化 劑 性 能 有 關(guān) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 29 q 以 上 3個(gè) 反 應(yīng) 都 是 生 成 芳 烴 的 反 應(yīng) ， 芳 烴 有 較 高 的 辛 烷 值 ，故 目 的 產(chǎn) 品 不 論 是 高 辛 烷 值 汽 油 還 是 芳 烴 ， 這 些 反 應(yīng) 都 是有 利 的 。 但 這 三 種 反 應(yīng) 的 反 應(yīng) 深 度 是 不 一 樣 的 ： 六 員 環(huán) 的 脫 氫 反 應(yīng) 最 快 ， 而 且 轉(zhuǎn) 化 充 分 ， 是 催 化 重 整 的 基 本 反 應(yīng) ； 五 員 環(huán) 的 異 構(gòu) 脫 氫 反

23、 應(yīng) 要 比 前 者 慢 得 多 ， 但 大 部 分 轉(zhuǎn) 化 ； 烷 烴 脫 氫 環(huán) 化 反 應(yīng) 速 度 很 慢 ， 轉(zhuǎn) 化 率 較 低 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 30 異 構(gòu) 化 反 應(yīng) ： 五 員 環(huán) 異 構(gòu) 生 成 六 員 環(huán) 正 構(gòu) 烷 烴 異 構(gòu) 生 成 異 構(gòu) 烷 烴 雖 不 能 直 接 生 成 芳 烴 ， 但 能 對 生 成 芳 烴 和 提 高汽 油 辛 烷 值 有 利 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 31 q 加 氫 裂 化 生 成 小 分 子 的 烴 類 ， 而 且 在 催 化 重 整條 件 下 ， 加 氫 裂 化 還 包 含 有 異 構(gòu) 化 反

24、 應(yīng) ， 因 此 ，加 氫 裂 化 反 應(yīng) 有 利 于 提 高 辛 烷 值 ， 但 過 多 的 加氫 裂 化 會 使 液 體 收 率 降 低 ， 所 以 ， 對 加 氫 裂 化反 應(yīng) 要 適 當(dāng) 控 制 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 32 q 生 產(chǎn) 上 通 常 用 “ 芳 烴 潛 含 量 ” 來 表 征 重 整 原 料 的 反 應(yīng) 性能 ， 即 當(dāng) 原 料 中 的 環(huán) 烷 烴 全 部 轉(zhuǎn) 化 成 芳 烴 時(shí) 所 能 得 到 的芳 烴 量 。 其 計(jì) 算 方 法 如 下 (含 量 皆 為 質(zhì) 量 分 數(shù) ) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 33 芳 烴 潛 含 量 定

25、 義 ：指 重 整 原 料 中 C6 C8的 環(huán) 烷 烴 全 部 轉(zhuǎn) 化 成 芳 烴 ，再 加 上 原 料 中 本 身 含 有 的 C6 C8芳 烴 ， 二 者 總共 占 原 料 油 的 質(zhì) 量 百 分 數(shù) （ %）實(shí) 質(zhì) ：原 料 中 的 C6 C8環(huán) 烷 烴 全 部 轉(zhuǎn) 化 成 芳 烴 時(shí)所 能 得 到 的 芳 烴 量 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 34 q 芳 烴 潛 含 量 只 是 說 明 生 產(chǎn) 芳 烴 的 可 能 性 （ 潛 在 能 力 ） ，并 不 是 最 高 能 力 ， 原 料 中 芳 烴 潛 含 量 越 高 ， 重 整 后 得 到的 芳 烴 產(chǎn) 率 就 越 高q

26、 用 “ 芳 烴 轉(zhuǎn) 化 率 ” 或 “ 重 整 轉(zhuǎn) 化 率 ” 來 表 征 重 整 原 料 的轉(zhuǎn) 化 深 度 和 操 作 水 平 高 低q 在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 可 能 獲 得 比 芳 烴 潛 含 量 更 高 的 芳 烴 產(chǎn) 率 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 35 二 、 催 化 重 整 的 主 要 操 作 因 素 1 反 應(yīng) 溫 度q 無 論 從 反 應(yīng) 速 度 還 是 化 學(xué) 平 衡 來 考 慮 ， 提 高 反 應(yīng) 溫 度對 催 化 重 整 都 有 利 ， 但 反 應(yīng) 溫 度 還 受 以 下 因 素 的 限 制 ： 設(shè) 備 材 質(zhì) ； 催 化 劑 的 耐 熱 穩(wěn) 定 性

27、和 容 碳 能 力 等 ； 非 理 想 的 副 反 應(yīng) 。 提 高 反 應(yīng) 溫 度 則 加 氫 裂 化 反 應(yīng) 加 劇 ，催 化 劑 積 炭 加 快 ， 液 體 產(chǎn) 率 下 降q 目 前 國 內(nèi) 各 重 整 裝 置 的 反 應(yīng) 器 入 口 溫 度 多 在 480530 之 間 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 36 q 催 化 重 整 常 采 用 加 權(quán) 平 均 溫 度 來 表 示 反 應(yīng) 溫 度 入入入加 權(quán) 平 均 進(jìn) 口 溫 度 ,33,22,11 TCTCTC q 反 應(yīng) 溫 度 應(yīng) 隨 催 化 劑 活 性 的 逐 漸 降 低 而 需 要 逐 步 提 高q 高 溫 有 利 于

28、 芳 烴 的 生 成 和 辛 烷 值 的 提 高 ， 但 高 溫 也 加劇 了 副 反 應(yīng) 地 進(jìn) 行 ， 使 液 體 產(chǎn) 物 的 收 率 下 降 )(21)(21)(21 ,3,33,2,22,1,11 出入出入出入加 權(quán) 平 均 床 層 溫 度 TTCTTCTTC 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 37 2 反 應(yīng) 壓 力q 反 應(yīng) 壓 力 影 響 生 成 油 的 收 率 、 芳 烴 產(chǎn) 率 、 汽 油 質(zhì) 量 和 操 作周 期 q 工 業(yè) 裝 置 上 以 最 后 一 個(gè) 反 應(yīng) 器 的 進(jìn) 口 壓 力 代 表 反 應(yīng) 壓 力 q 提 高 反 應(yīng) 壓 力 對 生 成 芳 烴 的

29、環(huán) 烷 烴 脫 氫 、 烷 烴 環(huán) 化 脫 氫 反應(yīng) 都 不 利 ， 相 反 卻 有 利 于 加 氫 裂 化 反 應(yīng) ， 因 此 低 壓 操 作 是現(xiàn) 代 重 整 技 術(shù) 的 發(fā) 展 方 向 ,但 低 壓 下 催 化 劑 的 積 碳 速 度 加 快 。q 解 決 這 個(gè) 矛 盾 的 方 法 有 兩 個(gè) ：采 用 較 低 的 壓 力 ， 經(jīng) 常 再 生 ；采 用 較 高 的 反 應(yīng) 壓 力 ， 犧 牲 一 些 轉(zhuǎn) 化 率 以 延 長 生 產(chǎn) 周 期 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 38 q如 何 選 擇 最 適 宜 的 反 應(yīng) 壓 力 還 要 考 慮 到 原 料 的 性 質(zhì) 和 催

30、化劑 性 能 ： 對 易 生 焦 的 原 料 采 用 較 高 的 反 應(yīng) 壓 力 催 化 劑 的 容 焦 能 力 大 ， 穩(wěn) 定 性 好 則 可 采 用 較 低 的 反 應(yīng)壓 力 q我 國 的 半 再 生 式 鉑 錸 重 整 約 采 用 18atm的 反 應(yīng) 壓 力 ， 鉑 重整 采 用 20 30atm， 而 連 續(xù) 再 生 式 重 整 裝 置 的 壓 力 可 降 到8atm左 右 ， 甚 至 可 降 到 3.5atm 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 39 3 進(jìn) 料 空 速q 空 速 反 映 了 反 應(yīng) 時(shí) 間 的 長 短 ， 對 一 定 的 反 應(yīng) 器 ， 空 速 越 大 ，

31、反 應(yīng) 時(shí) 間 越 短 ， 處 理 能 力 就 越 大 。 空 速 的 選 擇 取 決 于 催 化劑 的 活 性 和 原 料 組 成 q 催 化 重 整 中 各 類 反 應(yīng) 的 反 應(yīng) 速 度 不 同 ， 因 而 空 速 的 變 化 對各 類 反 應(yīng) 的 影 響 也 不 同q 對 環(huán) 烷 基 原 料 可 采 用 較 高 的 空 速 ； 而 對 石 蠟 基 原 料 則 需 要用 較 低 的 空 速 q 對 鉑 催 化 劑 我 國 一 般 采 用 3h -1左 右 的 空 速 ， 鉑 錸 重 整 裝 置采 用 1.5 2h-1 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 40 4 氫 油 比 (H

32、/O)q 使 用 循 環(huán) 氫 的 目 的 是 ： 抑 制 生 焦 反 應(yīng) ； 保 護(hù) 催 化 劑 ； 起 熱 載 體 的 作 用 ， 減 少 反 應(yīng) 床 層 的 溫 降 ， 提 高 反 應(yīng)器 內(nèi) 的 平 均 溫 度 ； 稀 釋 原 料 ， 使 原 料 在 床 層 中 分 布 均 勻 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 41 q 在 總 壓 不 變 時(shí) ， 提 高 氫 油 比 意 味 著 提 高 氫 分 壓 ， 有 利 于抑 制 催 化 劑 上 積 炭 。 但 是 提 高 氫 油 比 使 循 環(huán) 氫 量 增 大 ，壓 縮 機(jī) 功 率 消 耗 增 加 。 在 氫 油 比 過 大 時(shí) 會 由

33、 于 減 少 了 反應(yīng) 時(shí) 間 而 降 低 了 轉(zhuǎn) 化 率q 因 此 ， 對 穩(wěn) 定 性 較 高 的 催 化 劑 和 生 焦 傾 向 小 的 原 料 ， 可采 用 較 小 的 H/O， 反 之 則 采 用 較 大 的 H/O， 鉑 重 整 裝 置采 用 的 摩 爾 氫 油 比 為 5 8， 鉑 錸 重 整 的 輕 油 比 5， 甚 至可 進(jìn) 一 步 降 到 1 3 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 42 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 43 第 三 節(jié) 重 整 催 化 劑Reforming Catalyst 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 44 q 重 整 催

34、 化 劑 必 須 具 有 兩 種 催 化 功 能 。 即 ：金 屬 催 化 功 能酸 性 功 能 q 重 整 催 化 劑 是 由 金 屬 組 分 、 酸 性 組 分 和 擔(dān) 體 三 部分 組 成 的 脫 氫 反 應(yīng)異 構(gòu) 化 、裂 化 反 應(yīng)重 整 催 化 劑 的 特 點(diǎn) ：1. 重 整 催 化 劑 是 貴 金 屬 催 化 劑 ， 主 金 屬 活 性 組 分 是 Pt2. 重 整 催 化 劑 對 原 料 中 的 雜 質(zhì) 含 量 要 求 很 高3. 重 整 催 化 劑 是 一 種 雙 功 能 催 化 劑 ： 金 屬 催 化 功 能 和 酸 性 功 能 。如 何 保 證 這 兩 種 功 能 得 到

35、 合 適 的 配 合 是 制 備 催 化 劑 和 生 產(chǎn) 操作 中 一 個(gè) 很 重 要 問 題 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 45 一 、 重 整 催 化 劑 的 組 成1 金 屬 組 分 （ 以 貴 金 屬 為 主 ）各 種 載 在 氧 化 鋁 上 的 活 性 組 分 的 相 對 活 性 如 下 ： 活 性 組 分 含 量 ,% 相 對 活 性 鉑 (Pt) 0.6 1.0 銥 (Ir) 0.6 0.7 銠 (Ra) 0.6 0.3 鈀 (Pd) 0.6 0.15 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 46 q 鉑 具 有 強(qiáng) 烈 吸 附 氫 原 子 的 能 力 ， 所

36、以 現(xiàn) 在 用 的 重 整 催化 劑 都 是 以 鉑 為 主 要 金 屬 組 分 q 重 整 催 化 劑 中 鉑 的 含 量 在 0.2% 0.4%， 鉑 含 量 過 高 會使 環(huán) 烷 烴 開 裂 和 脫 烷 基 趨 勢 加 劇 ， 而 鉑 含 量 過 低 則 使其 對 原 料 中 毒 物 的 抵 抗 能 力 變 差 。 在 一 定 范 圍 內(nèi) ， 催化 劑 的 活 性 隨 其 含 鉑 量 的 提 高 而 提 高 如 何 分 散 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 47 q 1969年 以 后 ， 陸 續(xù) 研 發(fā) 了 雙 金 屬 及 多 金 屬 重整 催 化 劑 q 引 入 的 第 二

37、 金 屬 組 分 最 常 用 的 是 錸 q 鉑 錸 系 列 的 重 整 催 化 劑 的 初 活 性 沒 有 很 大 改進(jìn) ， 但 錸 的 作 用 是 使 活 性 穩(wěn) 定 性 大 大 提 高 了 ，并 且 容 碳 能 力 增 強(qiáng) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 48 q 錸 在 重 整 催 化 劑 中 的 含 量 一 般 在 0.2% 0.4% q 隨 著 低 壓 連 續(xù) 重 整 的 發(fā) 展 ， 出 現(xiàn) 了 鉑 -錫 系 列 重 整 催化 劑 ， 錫 的 作 用 ： 提 高 了 催 化 劑 的 活 性 和 環(huán) 化 選 擇 性 ，尤 其 是 低 壓 穩(wěn) 定 性 和 再 生 性 能 非

38、 常 好 ， 且 新 鮮 劑 和 再生 劑 不 必 預(yù) 硫 化 q 近 年 來 ， 有 的 重 整 催 化 劑 還 引 入 了 第 三 種 甚 至 第 四 種金 屬 組 分 ， 即 所 謂 的 多 金 屬 重 整 催 化 劑 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 49 2 酸 性 組 分q 為 促 進(jìn) 異 構(gòu) 化 等 正 碳 離 子 反 應(yīng) ， 重 整 催 化 劑 必 須 具 有 酸性 中 心 ， 這 一 般 用 添 加 鹵 族 元 素 氯 或 氟 來 實(shí) 現(xiàn)q 改 變 鹵 素 含 量 可 調(diào) 節(jié) 催 化 劑 酸 性 功 能 ， 隨 鹵 素 含 量 的 增加 ， 催 化 劑 對 異 構(gòu)

39、化 和 加 氫 裂 化 的 酸 性 反 應(yīng) 的 催 化 作 用也 增 強(qiáng)q 鹵 素 含 量 太 多 ， 催 化 劑 酸 性 太 強(qiáng) ， 裂 解 活 性 太 高 ， 則 會導(dǎo) 致 液 體 產(chǎn) 物 收 率 下 降 。 若 鹵 素 含 量 不 足 ， 則 五 員 環(huán) 烷烴 和 烷 烴 的 異 構(gòu) 化 反 應(yīng) 減 弱 ， 會 使 芳 烴 產(chǎn) 率 和 產(chǎn) 物 的 辛烷 值 下 降 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 50 在 鹵 素 使 用 上 通 常 有 氯 -氟 型 和 全 氯 型 兩 種 ：q 氟 在 催 化 劑 上 較 穩(wěn) 定 ， 操 作 時(shí) 不 易 被 水 帶 走 ， 故 Cl-F型

40、催化 劑 酸 性 功 能 受 原 料 含 水 量 的 影 響 較 小 。 一 般 Cl-F型 新 鮮催 化 劑 含 Cl-F約 1%(w)。 但 是 氟 的 加 氫 裂 化 性 能 較 強(qiáng) ， 使催 化 劑 的 選 擇 性 變 差q 另 一 種 全 氯 型 催 化 劑 ， 氯 在 催 化 劑 上 不 穩(wěn) 定 ， 容 易 被 水 帶走 ； 一 般 新 鮮 全 氯 型 催 化 劑 含 氯 0.6% 1.5%(w)， 實(shí) 際 操作 中 要 求 維 持 含 氯 量 穩(wěn) 定 在 0.4% 1.0%(w) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 51 3 擔(dān) 體 (氧 化 鋁 載 體 )q 擔(dān) 體 本

41、 身 不 具 有 催 化 活 性 ， 但 它 具 有 較 大 的 比 表 面 積 和較 好 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 ， 能 使 活 性 組 分 很 好 的 分 散 在 其 表 面 上 ，從 而 更 有 效 的 發(fā) 揮 其 作 用 ， 節(jié) 省 活 性 組 分 ， 同 時(shí) 也 提 高了 催 化 劑 的 穩(wěn) 定 性 和 機(jī) 械 強(qiáng) 度q 重 整 催 化 劑 的 擔(dān) 體 ， 通 常 是 -Al 2O3， 目 前 重 整 催 化 劑 幾乎 都 是 采 用 -Al2O3作 為 擔(dān) 體 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 52 二 、 重 整 催 化 劑 的 種 類q目 前 工 業(yè) 上 應(yīng) 用 的 重

42、整 催 化 劑 主 要 有 兩 類 ： 即主 要 用 于 固 定 床 重 整 裝 置 的 鉑 錸 催 化 劑 和 主 要用 于 連 續(xù) 重 整 裝 置 的 鉑 錫 催 化 劑 q可 從 以 下 三 個(gè) 方 面 來 考 慮 選 擇 催 化 劑 ： 反 應(yīng) 性 能 再 生 性 能 其 它 理 化 性 質(zhì) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 53 商 品 牌號 金 屬 組 元 ，m% 形 狀 密 度 kg/m3 生 產(chǎn) 公 司 工 業(yè) 應(yīng)用 時(shí) 間CB-11 0.25 Re0.40 1.52.5球760中國石化 19983933 0.21 Re0.45園柱體 780中國石化 1995E-60

43、3 0.3 Re0.3 1.45條 721美國ENGELHARD 1976E-803 0.22 Re0.44 1.45條 780美國ENGELHARD 1985RG-482 0.3 Re0.3 1.2條 712法國PROCATIYSE 19823861-II 0.37 Sn0.30 小球 580中國石化 19983961 0.35 Sn0.3小球 560中國石化 1996 R-134 0.29 Sn 1.6球 561美國UOP 1993CR-201 0.35 Sn0.23小球 -法國PROCATIYSE 1985PRT-A 0.25 Re0.25擠條-中國石化2002GCR-100 0.35

44、Sn0.351.42.0球560中國石化1998 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 54 1 積 炭 失 活q 重 整 催 化 劑 上 的 積 炭 主 要 是 縮 合 芳 烴 q 重 整 反 應(yīng) 中 催 化 劑 上 積 炭 的 速 度 與 原 料 的 性 質(zhì) 和 操 作 條 件有 關(guān) ： 原 料 終 餾 點(diǎn) 過 高 ， 不 飽 和 烴 含 量 高 時(shí) ， 積 炭 速 度 快 ； 反 應(yīng) 條 件 苛 刻 ， 如 高 溫 、 低 壓 、 低 空 速 、 低 氫 油 比 等也 會 使 積 炭 加 快q 催 化 劑 因 積 炭 引 起 活 性 降 低 可 以 用 提 高 反 應(yīng) 溫 度 的

45、辦 法 來補(bǔ) 償 ， 但 重 整 裝 置 一 般 限 制 反 應(yīng) 溫 度 520 三 、 重 整 催 化 劑 的 失 活 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 55 2 水 、 氯 含 量 的 變 化q 為 了 嚴(yán) 格 控 制 系 統(tǒng) 中 的 氯 和 水 的 量 ， 國 內(nèi) 重 整 裝 置 限 制原 料 的 氯 含 量 和 水 含 量 均 不 得 大 于 5g/g q 生 產(chǎn) 過 程 中 應(yīng) 使 催 化 劑 上 的 氯 和 氟 的 含 量 維 持 在 適 宜 的范 圍 之 內(nèi) ， 可 采 用 注 氯 、 注 水 等 方 法 來 保 證 最 適 宜 的 催化 劑 含 氯 量 ， 即 所 謂

46、 的 水 氯 平 衡 方 法 q 工 業(yè) 裝 置 上 的 注 氯 通 常 是 用 二 氯 乙 烷 、 三 氯 乙 烷 和 四 氯乙 烷 等 氯 化 物 ； 注 水 通 常 是 用 醇 類 ， 例 如 異 丙 醇 等 ， 因?yàn)?用 醇 類 可 以 避 免 腐 蝕 ， 醇 的 用 量 按 生 成 的 水 分 子 折 算 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 56 3 中 毒(1). 永 久 性 毒 物q 催 化 劑 的 活 性 不 能 再 恢 復(fù)q 永 久 性 毒 物 有 ： 砷 、 鉛 、 鐵 、 銅 、 鎳 、 鈉 等 金 屬 毒 物q 在 永 久 性 毒 物 中 ， 砷 最 引 人 注

47、 目 。 當(dāng) 催 化 劑 上 含 砷2000ppm時(shí) ， 催 化 劑 的 活 性 就 完 全 喪 失 。 因 此 ， 工 業(yè) 上 對重 整 原 料 的 含 砷 量 有 嚴(yán) 格 的 限 制 ， 一 般 1g/kg 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 57砷 中 毒 的 現(xiàn) 象 首 先 在 第 一 反 應(yīng) 器 中 反 應(yīng) 出 來 ， 會 使 第 一 反 應(yīng) 器的 溫 降 大 幅 度 減 小 ， 隨 著 中 毒 的 加 深 ， 第 二 、 第 三 反 應(yīng) 器 的 溫降 也 隨 著 減 小 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 58 (2).非 永 久 性 毒 物 硫 22 HPtSSH

48、Pt 完 全 脫 凈 原 料 中 的 硫 也 不 好 ， 因 為 有 限 制 的 硫 可 抑 制 氫解 反 應(yīng) 和 深 度 脫 氫 反 應(yīng) ， 對 鉑 錸 催 化 劑 尤 其 如 此 氮 ; 水 ; CO和 CO 2 4. 金 屬 鉑 晶 粒 聚 集 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 59 四 、 催 化 劑 的 再 生q 半 再 生 式 固 定 床 重 整 裝 置 運(yùn) 行 時(shí) 間 一 般 是 0.5 2年 需 要 再 生 一 次 ， 移 動 床 連 續(xù) 重 整 裝 置 的 再 生 時(shí)間 一 般 是 3 7d q 重 整 催 化 劑 的 再 生 過 程 包 括 燒 焦 、 氯 化 更

49、 新 和 干燥 三 個(gè) 程 序 。 一 般 來 說 ， 經(jīng) 再 生 后 ， 重 整 催 化 劑的 活 性 基 本 上 可 以 完 全 恢 復(fù) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 60 1 燒 焦q 焦 炭 的 主 要 成 分 是 碳 和 氫 ， 由 于 氫 的 燃 燒 速 度 比 碳 的 燃燒 速 度 快 得 多 ， 因 此 在 燒 焦 時(shí) 主 要 是 考 慮 碳 的 燃 燒q 從 燒 碳 性 能 來 看 ， 重 整 催 化 劑 上 的 碳 包 括 三 種 類 型 ， 它們 的 燒 碳 速 率 不 同 主 要 是 由 于 所 沉 積 的 位 置 不 同 q 燒 焦 時(shí) 最 重 要 的

50、問 題 是 通 過 控 制 燒 焦 反 應(yīng) 速 率 來 控 制 好再 生 溫 度 。 過 高 的 溫 度 會 使 催 化 劑 的 金 屬 鉑 晶 粒 聚 集 ，還 可 能 破 壞 載 體 的 結(jié) 構(gòu) q 再 生 反 應(yīng) 時(shí) 反 應(yīng) 器 內(nèi) 的 溫 度 不 超 過 500 550 ， 因 此 ，燒 焦 時(shí) 除 了 控 制 溫 度 逐 步 由 低 到 高 外 ， 還 應(yīng) 控 制 循 環(huán) 氣中 的 含 氧 量 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 61 2 氯 化 更 新q 在 燒 碳 過 程 中 ， 催 化 劑 上 的 氯 會 大 量 流 失 ， 鉑 晶 粒 也 會聚 集 ， 氯 化 更 新

51、 的 作 用 是 補(bǔ) 充 氯 和 使 鉑 晶 粒 重 新 分 散 ，以 便 恢 復(fù) 催 化 劑 的 活 性 q 氯 化 時(shí) 采 用 含 氯 化 合 物 ， 工 業(yè) 上 一 般 采 用 二 氯 乙 烷 ， 以空 氣 或 含 氧 量 高 的 惰 性 氣 體 作 載 體 使 之 通 過 催 化 劑 進(jìn) 行氯 化 ， 氯 化 多 在 510 、 常 壓 下 進(jìn) 行 ， 一 般 是 進(jìn) 行 2小 時(shí) 。 q 為 了 使 氯 不 流 失 ， 應(yīng) 控 制 循 環(huán) 氣 中 的 水 含 量 不 大 于 1。 q 經(jīng) 氯 化 后 的 催 化 劑 還 要 在 540 、 空 氣 流 中 氧 化 更 新 ， 使鉑 晶

52、 粒 的 分 散 度 達(dá) 到 要 求 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 62 3 干 燥q 干 燥 工 序 在 540 左 右 進(jìn) 行 。 碳 氫 化 合 物 會 影 響鉑 晶 粒 的 分 散 度 ， 采 用 空 氣 或 高 含 氧 量 的 氣 體作 循 環(huán) 氣 可 以 抑 制 碳 氫 化 合 物 的 影 響 ， 因 此 ，催 化 劑 干 燥 時(shí) 的 循 環(huán) 氣 體 以 采 用 空 氣 為 宜 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 63 四 、 催 化 劑 的 還 原 和 硫 化q 新 鮮 催 化 劑 中 的 鉑 (或 鉑 錸 )是 以 氧 化 態(tài) 的 形 式 存 在 的 ，

53、在 重整 反 應(yīng) 器 裝 填 催 化 劑 后 ， 應(yīng) 先 進(jìn) 行 還 原 ， 使 鉑 錸 的 氧 化 態(tài)還 原 成 金 屬 態(tài) ， 還 原 過 程 是 將 催 化 劑 上 的 氧 化 態(tài) 金 屬 用 H2還 原 成 具 有 更 高 活 性 的 金 屬 態(tài) q 還 原 過 程 是 在 480 左 右 及 氫 氣 氣 氛 下 進(jìn) 行 。 還 原 過 程 中 有水 生 成 ， 應(yīng) 注 意 控 制 系 統(tǒng) 中 的 含 水 量 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 64 q 鉑 錸 催 化 劑 和 某 些 多 金 屬 催 化 劑 在 剛 開 始 進(jìn) 油 時(shí) 可 能 會 表現(xiàn) 出 強(qiáng) 烈 的 氫

54、 解 性 能 和 深 度 脫 氫 性 能 ， 前 者 導(dǎo) 致 催 化 劑 床層 產(chǎn) 生 劇 烈 的 溫 升 ， 嚴(yán) 重 時(shí) 可 能 損 壞 催 化 劑 和 反 應(yīng) 器 ； 后者 導(dǎo) 致 催 化 劑 迅 速 積 碳 ， 使 其 活 性 、 選 擇 性 和 穩(wěn) 定 性 變 差 。q 因 此 在 進(jìn) 原 料 油 以 前 須 對 催 化 劑 進(jìn) 行 予 硫 化 以 抑 制 其 氫 解活 性 和 深 度 脫 氫 活 性 。q 鉑 錫 催 化 劑 不 需 予 硫 化 ， 因 為 錫 能 起 到 與 硫 相 當(dāng) 的 抑 制 作用 。q 予 硫 化 時(shí) 采 用 硫 醇 或 二 硫 化 碳 作 硫 化 劑 ，

55、用 予 加 氫 精 制 油稀 釋 后 經(jīng) 加 熱 進(jìn) 入 反 應(yīng) 系 統(tǒng) 。 硫 化 劑 的 用 量 一 般 為 百 萬 分之 幾 。 予 硫 化 的 溫 度 為 350 390 ， 壓 力 為 0.4 0.8MPa。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 65 第 四 節(jié) 重 整 反 應(yīng) 器p 按 反 應(yīng) 器 類 型 來 分 ， 半 再 生 式 重 整 裝 置 采 用 固 定 床 反 應(yīng)器 ， 連 續(xù) 再 生 式 重 整 裝 置 采 用 移 動 床 反 應(yīng) 器 。p 從 反 應(yīng) 器 的 結(jié) 構(gòu) 來 看 ， 工 業(yè) 用 重 整 反 應(yīng) 器 主 要 有 軸 向 式反 應(yīng) 器 和 徑 向 式

56、 反 應(yīng) 器 兩 種 結(jié) 構(gòu) 型 式 。p 軸 向 式 反 應(yīng) 器 和 徑 向 式 反 應(yīng) 器 的 主 要 差 別 在 于 氣 體 流 動方 式 不 同 和 床 層 壓 降 不 同 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 66 p 反 應(yīng) 器 高 徑 比 一 般 略 大 于 3， 外 殼 由 20號鍋 爐 鋼 板 制 成 ， 當(dāng) 設(shè) 計(jì) 壓 力 為 4MPa時(shí) ，外 殼 厚 度 約 40mm。 殼 體 內(nèi) 襯 100mm厚 的耐 熱 水 泥 層 ， 里 面 有 一 層 厚 3mm的 高 合金 鋼 襯 里 。p 為 了 使 原 料 氣 沿 整 個(gè) 床 層 截 面 分 配 均 勻 ，在 入 口

57、 處 設(shè) 有 分 配 頭 。 油 氣 出 口 處 設(shè) 有 鋼絲 網(wǎng) 以 防 止 催 化 劑 粉 末 被 帶 出 。p 反 應(yīng) 器 內(nèi) 裝 有 催 化 劑 ， 其 上 方 及 下 方 均 裝有 惰 性 瓷 球 以 防 止 操 作 波 動 時(shí) 催 化 劑 層 跳動 而 引 起 催 化 劑 破 碎 ， 同 時(shí) 也 有 利 于 氣 流的 均 勻 分 布 。p 催 化 劑 床 層 中 設(shè) 有 呈 螺 旋 形 分 布 的 若 干 測溫 點(diǎn) 以 便 檢 測 整 個(gè) 床 層 的 溫 度 分 布 情 況 ，這 對 再 生 時(shí) 尤 為 重 要 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 67 p 徑 向 反

58、應(yīng) 器 的 中 心 部 位 有 兩 層 中 心管 ， 內(nèi) 層 中 心 管 的 壁 上 鉆 有 許 多 幾毫 米 的 小 孔 ， 外 層 中 心 管 的 壁 上 開了 許 多 矩 形 小 槽 。p 沿 反 應(yīng) 器 外 殼 壁 周 圍 排 列 幾 十 個(gè) 開有 許 多 小 的 長 形 孔 的 扇 形 筒 ， 在 扇形 筒 與 中 心 管 之 間 的 環(huán) 形 空 間 是 催化 劑 床 層 。p 反 應(yīng) 原 料 油 氣 從 反 應(yīng) 器 頂 部 進(jìn) 入 ，經(jīng) 分 布 器 后 進(jìn) 入 沿 殼 壁 布 滿 的 扇 形筒 內(nèi) ， 從 扇 型 筒 小 孔 出 來 后 沿 徑 向方 向 通 過 催 化 劑 床 層

59、 進(jìn) 行 反 應(yīng) ， 反 應(yīng) 后 進(jìn) 入 中 心 管 ， 然 后 導(dǎo) 出 反 應(yīng) 器 。p 中 心 管 頂 上 的 罩 帽 是 由 幾 節(jié) 園 管 組成 ， 其 長 度 可 以 調(diào) 節(jié) ， 用 以 調(diào) 節(jié) 催化 劑 的 裝 入 高 度 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 68 徑 向 式 反 應(yīng) 器 設(shè) 計(jì) 關(guān) 鍵 :氣 流 完 全 均 勻 分 布 的 必 要 條 件 ： 2122 11 1 QQPP PP 床 層 下 部 流 量床 層 上 部 流 量 徑 向 式 反 應(yīng) 器 的 主 要 特 點(diǎn) 是 氣 流 以 較低 的 流 速 徑 向 通 過 催 化 劑 床 層 ， 床 層 壓

60、降較 低 。 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 69 催 化 重 整 發(fā) 展 趨 勢 拓 寬 重 整 原 料 的 技 術(shù) 催 化 劑 的 分 段 裝 填 低 壓 低 苛 刻 度 連 續(xù) 重 整 工 藝 第 三 代 連 續(xù) 重 整 工 藝 組 合 床 重 整 工 藝 逆 流 移 動 床 重 整 工 藝 催 化 劑 的 開 發(fā) 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 70 小 結(jié)q 催 化 重 整 過 程 的 原 料 和 產(chǎn) 品q 催 化 重 整 發(fā) 生 的 主 要 反 應(yīng) ： 六 員 環(huán) 烷 脫 氫 反 應(yīng) ； 五 員 環(huán)烷 的 異 構(gòu) 脫 氫 反 應(yīng) ； 烷 烴 的 環(huán) 化 脫

61、氫 反 應(yīng) ； 異 構(gòu) 化 反 應(yīng) ；加 氫 裂 化 反 應(yīng) 。 還 有 烯 烴 的 飽 和 以 及 生 焦 反 應(yīng) 等 。 對 生產(chǎn) 芳 烴 和 高 辛 烷 值 汽 油 那 些 反 應(yīng) 是 有 利 的q 影 響 重 整 反 應(yīng) 的 主 要 因 素 ： 反 應(yīng) 溫 度 、 反 應(yīng) 壓 力 、 空 速和 氫 油 比 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 71 q 氫 油 比 ： 總 壓 不 變 時(shí) ， 提 高 氫 油 比 意 味 著 提 高 氫 分 壓 ，有 利 于 抑 制 催 化 劑 積 炭 ， 但 提 高 氫 油 比 使 循 環(huán) 氫 量 增 大 ，壓 縮 機(jī) 消 耗 功 率 增 加 。

62、q 原 料 的 預(yù) 處 理 包 括 原 料 的 預(yù) 分 餾 、 預(yù) 脫 砷 、 預(yù) 加 氫 三 部分 ， 原 料 預(yù) 處 理 的 目 的 。 催 化 重 整 的 工 藝 流 程 主 要 包 括幾 部 分q 重 整 催 化 劑 由 活 性 組 分 、 助 催 化 劑 和 酸 性 載 體 組 成 。 助催 化 劑 的 作 用q 重 整 催 化 劑 的 失 活 與 再 生 、 還 原 和 預(yù) 硫 化 等 2021-7-18 石 油 加 工 工 程 72 q預(yù) 硫 化 ： 鉑 錸 和 某 些 鉑 銥 金 屬 催 化 劑 在 開 工 初 期表 現(xiàn) 出 強(qiáng) 烈 的 氫 解 性 能 和 深 度 脫 氫 性 能 q鉑 錫 催 化 劑 不 需 要 預(yù) 硫 化 ， 因 為 錫 能 起 到 與 硫 相當(dāng) 的 抑 制 作 用 q預(yù) 硫 化 時(shí) 采 用 硫 醇 或 二 硫 化 碳 (CS2)做 硫 化 劑 ，用 預(yù) 加 氫 精 制 油 稀 釋 后 經(jīng) 加 熱 進(jìn) 入 反 應(yīng) 系 統(tǒng)